Zdecydowana większość pierwiastków występuje w dwóch lub większej ilości izotopów. Występują trzy rodzaje atomów wodoru, pięć rodzajów atomów węgla oraz szesnaście rodzajów atomów ołowiu. Nazwa izotop pochodzi od słów: isos = równy oraz topos = miejsce. Izotopy zajmują takie samo miejsce w Tablicy Mendelejewa .
Izotopy tego samego pierwiastka charakteryzują się takimi samymi właściwościami chemicznymi. Jesteśmy w stanie rozróżnić przy pomocy właściwości fizycznych. Pewna część izotopów charakteryzuje się promieniotwórczością, dlatego przy pomocy ich intensywności jesteśmy w stanie je odkryć i scharakteryzować ilościowo. Innym sposobem jest porównanie masy atomowej. Izotopy mogą się różnic liczbą neutronów w jądrze. W przypadku azotu możemy mieć do czynienia z 15N (azot ciężki) oraz zwykły azot- 14N. W przypadku wodoru mamy do czynienia z 2H (deuter, wodór ciężki) oraz ze zwykłym wodorem-1H. Różnice te możemy wykryć stosując spektrometr masowy.
W medycynie, biologii, farmaceutyce stosowane są w celach badawczych znakowane izotopami substancje. W miejsce węgla 12C wprowadzany jest węgiel promieniotwórczy 11C, ewentualnie 14C lub węgiel ciężki 13C. W taki sposób oznaczona substancja jest wstrzykiwana poddawanej badaniu roślinie lub zwierzęciu. Jesteśmy w stanie wyhodować w tym celu odpowiednie komórki. Dzięki temu jesteśmy w stanie dokładnie monitorować krok po kroku kolejne procesy, którym ulega oznakowana substancja.
Promieniotwórczy izotop wapnia 45Ca jest w stanie określić szybkość kształtowania się substancji kostnej i wpływ witaminy D na ten proces oraz hormony wydzielane z gruczołów przytarczycznych. Dzięki zastosowaniu tej metody jesteśmy w stanie rozwikłać wiele tajemnic, które kryje biologia.
Bomba kobaltowa
Bomba kobaltowa to urządzenie stosowane podczas napromieniowywania przedmiotów, organizmów żywych promieniowaniem emitowanym przez izotop 60Co o aktywności wynoszącej 1013-1014 Bq. Biorąc pod uwagę znaczna przenikliwość tego promieniowania, aktywny kobalt musi być otoczony warstwą ołowiu, w której występują kanały wyprowadzające wiązkę promieniowania. Bomba kobaltowa czasami jest wyposażona w specjalny mechanizm umożliwiający manipulację badanymi próbkami bez narażania nikogo na promieniowanie. Bomba kobaltowa może być wykorzystywana w lecznictwie w zwalczaniu chorób nowotworowych, w sterylizacji żywności, w defektoskopii oraz w metodach radiacyjnych, czyli w badaniach procesów fizykochemicznych, które zachodzą w czasie napromieniowywania prostych oraz złożonych różnorodnych układów chemicznych.
Broń jądrowa
Rozpad jąder pierwiastków radioaktywnych jest wykorzystywany do produkcji broni masowego rażenia. Podczas wybuchu uwalniana bardzo duża ilość energii. W czasie II wojny światowej nas Nagasaki oraz Hiroszimę została zrzucona bomba atomowa. Wiele osób poniosło śmierć, wiele miało objawy choroby popromiennej. Procesy produkcyjne nad bombami atomowymi oraz otrzymywanie izotopów muszą być kontrolowane przez organizacje międzynarodowe.
Możemy wyróżnić następujące typy broni jądrowej:
A) Bomba atomowa (jądrowa), która złożona jest z urządzenia detonującego, materiału wybuchowego, czyli trotylu oraz materiału rozszczepialnego, może to być uran 235U oraz pluton 239Pu), który jest podzielony na 2 części, każda część ma masę mniejszą niż wynosi masa krytyczna. Wybuch tego rodzaju bomby następuje w wyniku odpalenia ładunku prochowego oraz szybkim skupieniu części wchodzących w skład materiału rozszczepialnego. Zainicjowana jest wówczas niekontrolowana reakcja rozszczepienia, która trwa aż materiał rozszczepialny ulegnie rozproszeniu. Całkowita moc bomby jądrowej może wynieść nawet około kilkaset kt TNT.
B) Bomba termojądrowa to bomba wodorowa, która zbudowana jest z czynnej substancji (mieszanina deuteru oraz trytu, ewentualnie deuterku litu). Substancja ta jest połączona z bombą jądrową oraz pełni funkcje zapalnika. W momencie wybuchu bomby jądrowej temperatura ma wartość około 107 K. Taka temperatura jest niezbędna do rozpoczęcia niekontrolowanej termojądrowe reakcji. Całkowita moc bomby termojądrowej wynosi 100 milionów ton TNT.
C) Bomba kobaltowa to bomba termojądrowa lub jądrowa, która umieszczona jest w płaszczu zbudowanego z metalicznego Co. Podczas wybuchu tego rodzaju bomby powstaje izotop 60Co, który jest w stanie emitować promieniowanie gamma. Powoduje to znaczne skażenie promieniotwórcze terenu. Na szczęście tego rodzaju bomba nie została jeszcze wypróbowana.
D) Bomba neutronowa, czyli bomba termojądrowa. Podstawowa i najważniejszą część energii wybuchu unoszona jest przez strumień szybkich neutronów. Wykorzystywana jest przede wszystkim w likwidowaniu organizmów żywych.
